CH318624A - Anordnung zum Bohren von Löchern in festen Körpern - Google Patents

Description

      Anordnung    zum Bohren von Löchern in festen Körpern    Bombardiert man einen festen Körper mit  Elektronen, so wird die kinetische Energie der  Elektronen im Körper in Wärme umgewan  delt; die Temperatur des festen Körpers steigt.  Konzentriert man das Elektronenbombarde  ment auf einen sehr kleinen Bereich, so kann  man sehr starke lokale Übertemperaturen er  zielen und den Festkörper im     Bombardie-          rungsbereich    momentan zum     Schmelzen    und  Verdampfen bringen, während die übrigen  Partien des Körpers fest bleiben. Auf diesem  Prinzip beruht die Materialbearbeitung mit  Elektronenstrahlen.  



  Will man auf diese Weise Löcher in einen  Festkörper bohren, so muss der Querschnitt des  Elektronenstrahls die gleiche Form haben wie  der gewünschte Lochquerschnitt. Die erfin  dungsgemässe Anordnung zum Bohren von  Löchern ist daher gekennzeichnet durch einen       Elektronenstrahlerzeuger    und eine vor dem  Bohrgut angeordnete Bohrmaske aus hoch  schmelzendem Material mit einem Ausschnitt,  dessen Querschnitt dem zu erzeugenden Bohr  querschnitt entspricht, um einen Elektronen  strahl von diesem Querschnitt zu erzeugen.  Diese Maske wird vorzugsweise im Fokus eines  Elektronenstrahls angebracht, wodurch ein  intensiver Strahl mit dem gewünschten Quer  schnitt auf das Bohrgut auftrifft und dort  durch den     Abtragungsprozess    das     gewünschte     Loch erzeugt.

      Die Maske wird vorzugsweise in einem  wassergekühlten kupfernen Maskenträger be  festigt, am besten hartgelötet. Es ist zweck  mässig, die Maske durch eine Zwischenmaske,  gleichfalls aus hochschmelzendem Material,  gegen die direkte     Bedampfung    seitens des beim  Bohren verdampften Materials zu schützen.  Diese Zwischenmaske erhält eine solche Boh  rung, dass sie von den Elektronen nicht     ge-          troffen-wird.    Diese Zwischenmaske wird zweck  mässigerweise so angeordnet, dass -sie hin und  her geschoben werden kann, wobei durch ge  eignete Anordnung jedesmal die     Aufdampf-          schicht    auf ihrer dem Bohrgut zugekehrten  Seite abgeschabt wird.

   Dieses Hin- und Her  schieben kann zur Öffnung und Sperrung des  Elektronenstrahls ausgenützt werden, wobei  während der Sperrzeit das Bohrgut gewech  selt und während der Öffnungszeit gebohrt  wird. Dieser Vorgang kann selbstverständ  lich automatisiert werden.  



  In     Fig.    1 ist die prinzipielle     Darstellung     dieser Bohranordnung gezeigt. 1 ist das Bohr  gut, 2 die Maske im Maskenträger, 3 die  Zwischenmaske und 4 der     Elektronenstrahl.     



  Da man für den Bohrvorgang sehr inten  sive Elektronenstrahlen benötigt, kann es als  zweckmässig erscheinen, die Maske im     Fokus     einer Elektronenkanone anzuordnen, wie sie  im Patent Nr. 309700 beschrieben und in     Fig.    2  dargestellt ist, und die mit     Ionentrennung        und              Bolzenkathode    - (indirekt geheizte     Reinmetall-          kathode)    versehen ist. Dies deswegen, weil sie  eine hohe Stromstärke, die Möglichkeit der  Verlegung des     Brennpluiktes    in genügend  weite     Entfernung    von der Kathode und die  Vermeidung der Zerstörung der Kathode  durch positive Ionen bietet.

   Der letzte Punkt  ist besonders wichtig, da die Maske 7     -(Fig.    2)  selbst auf hohe Temperaturen kommt und da  durch positive Ionen emittieren kann und  durch den     Bohrvorgang    beträchtliche Gas  mengen frei werden, die das Vakuum ver  schlechtern und damit die Erzeugung von  positiven Ionen durch den Elektronenstrahl       begünstigen.    In dem in     Fig.2    schematisch  dargestellten Ausführungsbeispiel     bezeichnen-          1    die     Bolzenkathode,    2 die     Fokussierelektrode,     die Anode, 4 die fächerförmigen     Äquipoten-          tiällinien,    5 den Elektronenstrahl,

   6 die posi  tiven     Ionenbahnen,    7 die Bohrmaske, 8 die  Zwischenmaske, 9 das Bohrgut.  



  Selbstverständlich kann an Stelle der er  wähnten Elektronenkanone eine andere be  nützt werden, die einen genügend intensiven  Elektronenstrahl liefert.  



  Wenn man das Arbeitsstück (Bohrgut)  quer zu dem Elektronenstrahl verschiebbar  anordnet, könnte selbstverständlich an Stelle  der Bohrung ein Schlitz gefräst werden bzw.  können die Arbeitsstücke auf diese Weise zer  sägt werden.  



  Beim Bohren von roten     Rubinsteinen    z. B.       für    Uhren kann die     Behandlung    beim Bohren  so     durchgeführt    werden, dass um die Bohrzone  durch     Entchromung    eine weisse Zone entsteht,  die praktisch einem weissen     Reinkorundkristall     entspricht.

   Da bekanntlich     Reinkorund-          kristalle        günstigere    Eigenschaften bei Ver-         wendung    solcher Steine als Lager in der  Uhren-, Zähler- und sonstigen     Messinstrument-          und        Kleinapparatetechnik    aufweisen, ist die  erwähnte Behandlung für diese Anwendung  von besonderer Bedeutung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zum Bohren von Löchern in festen Körpern, gekennzeichnet durch einen Elektronenstrahlerzeuger und eine vor dem Bohrgut angeordnete Bohrmaske aus hoch schmelzendem Material mit einem Ausschnitt, dessen Querschnitt dem zu erzeugenden Bohr querschnitt entspricht, um einen Elektronen strahl von diesem Querschnitt zu erzeugen. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine Zwischenmaske zwi schen Bohrgut und Bohrmaske, zum Schutze der Bohrmaske gegen Aufdampfung von beim Bohren verdampften Materials. 2. Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenmaske derart beweglich angeord net ist, dass sie bei der Bewegung von der Aufdampfschicht befreit wird. 3.

   Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenmaske derart beweglich angeord net ist, dass sie als Sperrorgan für den Elek tronenstrahl dienen kann. 4. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass eine Elektronen kanone mit Ionenausscheidung und Bolzen kathode verwendet ist, wobei die Bohrmaske mindestens angenähert iin Brennpunkt des Elektronenstrahls angebracht ist.